JP2006348898A - エンジン始動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フルトランジスタのＥＣＵを備えたエンジンをキック等の手動始動を可能にするエンジン始動装置。
【解決手段】レギュレータからのエンジン始動負荷への出力ラインと、エンジン始動負荷以外のバッテリを含む車体負荷への出力ラインとの２系統の別個の出力ラインを設ける。さらにエンジン始動負荷への出力ラインには電解コンデンサの正側が接続され、電解コンデンサの負側には、ゲート回路を介して、ジュネレータ出力が接続される。エンジン始動負荷への出力ライン電圧が所定値以下であって、かつ発電機からの交流入力が所定値以上となると、ゲート回路が動作して電解コンデンサの負側に逆電圧を印加する。
【選択図】図４

Description

本発明は、手動始動機能を備えたエンジン始動装置に関するものであって、特にフルトランジスタのＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）を備えたエンジンの、キック等の手動始動時にも適したエンジン始動装置に関するものである。

従来、自動二輪車、携帯発電機等の電源装置の点火回路としては、ＣＤＩ（capacitor discharge igniter）方式、トラマグ、及びフルトラ（full transistor igniter）方式が用いられている。ここで、バッテリが放電状態及び無い状態で、いわゆるキック式等の手動始動でエンジンの運転を図る場合に、図１に例示したＣＤＩ点火方式の場合では、図２のようなキックによる不安定で、まれに過渡電圧となりすぎる発電機の出力であっても、図３（ｂ）に示すように間引き出力として実行値電圧を制御したり、又は図３（ｃ）に示すように適切に設定された設定電圧でピーク電圧を制御することで、エンジン始動が可能となっていた。

しかしながら、エンジンの排ガス規制が進み、ＥＦＩ（electronic fuel injection）化が図られて、ＣＰＵ等のデリケートな電子機器を用いたフルトラ（full transistor igniter）方式の点火回路が採用されると、従来のＣＤＩ（capacitor discharge igniter）方式では、ほぼ問題なくエンジン始動時に適用された図３（ｂ）、（ｃ）のような電圧波形のレギュレータ出力では、ＥＣＵが安定した電源を確保出来ず、必要なタイミングでイングニッション、インジェクションが動かず、上手くエンジン始動が出来ない場合があり、過電圧によりＥＣＵが壊れることもあった。

そこで、この発明は上記のような従来技術の問題点に注目して、ＥＣＵで構成されるエンジン点火装置においても、バッテリの放電時に的確にエンジン始動及び駆動を可能とする電源装置を提供するものである。

この発明による電源装置によれば、手動起動式発電機と、エンジンの始動を行う、必要最低限の始動負荷と、バッテリを含む、上記エンジン始動負荷以外の車体負荷と、前記エンジン始動負荷および前記車体負荷との間に設けられ、前記手動式発電機からの交流発電電圧を入力して、所定の直流電圧に調整して出力するレギュレータであって、当該レギュレータは、前記車体負荷へ出力する車体負荷出力端子と、前記エンジン始動負荷端子とを別個に備え、さらに当該エンジン始動負荷への出力端子と、アースとの間にはコンデンサが接続されていて、かつ前記コンデンサ容量はＥＣＵの動作電圧以上確保できるものであり、前記コンデンサ正側とアースとの間にはゲート回路が設けられたレギュレータがあり、前記レギュレータは前記エンジン始動負荷端子電圧が所定値以上となった時点で前記ゲート回路を駆動させて前記発電機出力を短絡させることを特徴とするエンジン始動装置を提供するものである。

本発明のエンジン始動装置によれば、ＥＣＵ、ＩＧＮ，ＩＮＪを備えたエンジン始動装置においても、バッテリの放電時にキック等の手動始動で、エンジンの始動を確実に行うことのできるエンジン始動装置となる。また、走行中に、例えば二輪車の、バッテリが外れた場合等でも、エンジンを駆動することができる。

以下、本発明の実施例に基づいて、説明する。図４は、本願発明の一実施例の構成を示す回路図である。

ここで、いわゆるキック装置（図示せず）を備えた交流発電機（ＡＣＧ）２の出力を入力して電圧の調整を行うレギュレータ（ＲＥＧ）１が設けられており、このＲＥＧ１の調整された出力は端子Ｖ０からメインスイッチ７を介して、ＥＣＵ（engine control unit）8, INJ(injector)10, IGN(igniter)9を含むエンジン始動に必要な負荷に供給され、さらに端子Ｂから別個の独立した供給ラインでバッテリ１１と他の車両負荷にも供給される。

ＲＥＧ１は、ランプ用の端子Ｌと正電位との間に接続されたＳＣＲ１，ＳＣＲ１のアノードから正電位ラインを車体負荷への出力端子Ｂにむかって挿入されたＳＣＲ２、ＲＥＧ１のＡＣＧ２からの入力端子Ａと接地との間に接続されたＳＣＲ３をそなえ、それらのゲートには制御回路３から後段にタイムチャートで説明するタイミングで適切にゲート信号が印加される。また、ＲＥＧ１の出力端子Ｂから接地端子Ｅとの間にはダイオード４と電界コンデンサ６とが直列接続され、制御回路からはその直列接続の中間点を通って出力端子ＶＯが設けられ、この出力端子ＶＯからエンジン始動に必要な負荷（ＥＣＵ８，ＩＧＮ９，ＩＮＪ１０）にエンジン始動用の：電圧が供給される。

ここで、図５にバッテリ充電状態でのエンジン始動時に、メインスイッチ７を閉じて、キック始動する場合での各端子間の電圧、およびＳＣＲ１、２、３のゲート信号のタイミング状態図を示した。

（ｂ）：バッテリ（Ｂ）−アース（Ｅ）間電圧は、ほぼ一定の電圧が維持されているので、キックによるＡＣＧ２の電圧変動で（ａ）：チャージ（Ａ）−アース電圧（Ｅ）間の振幅値が大きさとなって所定の閾値を超えると、（ｆ）：ＳＣＲ２のゲート信号のゲート期間が小さくなって振幅を押さえる。また、（ｅ）：ＳＣＲ１ゲート信号は、（ａ）：チャージ（Ａ）−アース電圧（Ｅ）の負側の所定期間だけＯＮとなってＳＣＲ１を導通させ、（ｄ）：ランプ（Ｌ）−アース（Ｅ）電圧を適切な実効値としてランプＬを点灯する。こうしてバッテリが充電状態で、（ｂ）：バッテリ（Ｂ）−アース（Ｅ）間電圧がほぼ一定の電圧レベルを保っている場合には（Ｇ）：ＳＣＲ３ゲート信号はＯＦＦのままでＳＣＲ３は導通されない。

次に、図６に示したバッテリ11が放電状態で、バッテリ１１によるエンジン始動が不可能となった場合には、Ｖｏ−アース間の電圧が所定の閾値以下となるため、不安定なキック始動による起電圧で、（ｃ）：出力（Ｖ０）−アース（Ｅ）間電圧が所定の閾値を超えて、エンジン始動に必要な負荷に誤動作等のトラブルを起こす恐れがある状態となると、（ｇ）：ＳＣＲ３ゲート信号が、ＯＮとなってＳＣＲ３を導通させる。これによって、所定の閾値を超えた過剰な電圧となるのを抑えるようにＡＣＧ２出力を短絡させ、（ｃ）：出力（Ｖ０）−アース（Ｅ）間電圧の安定化が図られる。

こうした動作により、Ｖｏ出力端子からのエンジン始動に必要な負荷には、エンジン点火動作を行うのに充分で安定した始動電圧が供給される。

こうして、（ｂ）：バッテリ（Ｂ）−アース（Ｅ）間電圧は不安定な正弦派の正側の半波長のみが現れるが、（Ｃ）：出力（ＶＯ）−アース（Ｅ）間電圧は、電解コンデンサ６の充電・平滑機能でＥＣＵ８、ＩＧＮ９、ＩＮＪ１０等の電子機器を動作してエンジンの始動を行うのに充分な電源が供給される。

またここで、用いられる電解コンデンサは、比較的電流容量の小さいエンジン始動に必要な電子機器にのみ電流を供給する比較的小容量の電解コンデンサで対応することができ、キックによるＡＣＧ２の起電圧はエンジン始動に必要な負荷（ＥＣＵ，ＩＧＮ，ＩＮＪ）にのみ有効に供給することが可能となる。

図７には、別の実施例としてショート式また、図８にはオープン式のレギュレータ構成を示したが、何れの構成でも、図４の実施例と同様に、ＥＣＵ式のエンジン点火装置において、バッテリ放電時でも、的確にエンジン始動を行うことが出来る。

さらに図９にこの発明の別の実施例をしめした、この実施例ではさらに、車体負荷と出力端子Ｂとの間には、ＥＣＵ８で制御されて、エンジン回転数が所定値以下では開となり、エンジン回転数が所定値以上で閉となる、リレー式接点のスイッチ５が挿入されている。また、バッテリ１１からは端子ＶＤとダイオードを通ってエンジン始動に必要な負荷にバッテリ電圧を印加するラインが設けられている。したがって、キック等の始動手動で、エンジン回転数が低い時には、スイッチ５が開となりＡＣＧ２からの起電圧が全てエンジン始動に必要な負荷のみに供給されて、確実なエンジン始動が行われる。その後、エンジンが規定回転数以上の安定した運転状態となった時点で閉となり、始めてバッテリ１１を含む車体負荷にも電源の供給が行われる。

本発明のエンジン始動装置の実施例は以上の通りであり、ＥＣＵ式のエンジン始動装置であっても、バッテリ放電時に手動始動、いわゆるキック等で確実なエンジン始動を行うことができる。

従来例のエンジ始動装置の概念図。 従来の、キック始動時のジェネレータは流伝波形概念図。 従来の、発電波形、及びそれに対する、間引き、ピークカット制御の概念図。 本発明の一実施例を示す回路構成図。 図４の回路構成における、バッテリ接続時のエンジン始動タイミング図。 図４の回路構成における、バッテリ・オープン時のエンジン始動タイミング図。 本発明の変形例を示す回路構成図。 本発明の、別の変形例を示す回路構成図。 本発明の、また別の変形例を示す回路図。

符号の説明

１ レギュレータ（ＲＥＧ）
２ 交流発電機（ＡＣＧ）
３ 制御回路
４ ダイオード
５ スイッチ
６ 電解コンデンサ
７ メインスイッチ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ サイリスタ
１１ バッテリ
１２ ダイオード

Claims (4)

1. 手動起動式発電機と、
   エンジンの始動を行う、必要最低限の始動負荷と、バッテリを含む、上記エンジン始動負荷以外の車体負荷と、前記エンジン始動負荷および前記車体負荷との間に設けられ、前記手動式発電機からの交流発電電圧を入力して、所定の直流電圧に調整して出力するレギュレータであって、当該レギュレータは、前記車体負荷へ出力する車体負荷出力端子と、前記エンジン始動負荷端子とを別個に備え、さらに当該エンジン始動負荷への出力端子とアースとの間にはコンデンサが接続されていて、かつ前記コンデンサ容量はＥＣＵの動作電圧以上確保できるものであり、前記コンデンサ正側とアースとの間にはゲート回路が設けられたレギュレータがあり、前記レギュレータは前記エンジン始動負荷端子電圧が所定値以上となった時点で前記ゲート回路を駆動させて前記発電機出力を短絡させることを特徴とするエンジン始動装置。
2. 前記エンジン始動負荷は、ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）、ＩＧＮ（点火装置）及びＩＮＪ（燃料注入装置）を含むことを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動装置。
3. 前記エンジン始動負荷端子電圧の所定値をＥＣＵの定格電圧で決定していることを特徴とした請求項１または請求項２のエンジン始動装置。
4. バッテリがある場合には、バッテリを含む車体負荷の電圧を制御して、エンジン始動負荷電圧は制御しないように構成し、バッテリがないときはエンジン始動負荷電圧を制御して、バッテリがあるときは、バッテリを含む車体負荷の電圧を制御しないように構成したことを特徴とした請求項１〜請求項３のエンジン始動装置。